水体营养盐迁移转化研究综述

李竹

摘 要：文章综述了国内外水体营养盐迁移转化研究现状及主要研究对象。目前国内外学者对水体营养盐迁移转化研究主要分为两部分-湖库和河流，相对于河流而言，湖库流速低，营养盐富集现象明显，更易形成水华，而对河流中营养盐迁移转化的研究多偏向于生物地球化学循环过程。

关键词：营养盐；迁移；转化

水体中氮、磷营养盐过剩引起富营养化乃至暴发水华问题已是世界性难题。资料显示，如今我国66%以上的湖泊、水库处于富营养化水平，其中重富营养化和超富营养化占22%[1]。以三峡库区而言，自2003年6月完成139m蓄水后，受氮、磷等营养盐输入、回水顶托影响，香溪河、大宁河、小江等库区支流水华现象严重，香溪河曾经发生过严重的甲藻、硅藻以及隐藻水华[2]；小江发生过严重的甲藻、硅藻以及绿藻水华[3]；大宁河自2003年6月首次在双龙暴发蓝绿藻水华后[4]，2004年-2008年龙门至双龙水域水华频发，童庄河、大溪河、东溪河和黄金河支流同样也发生过不同程度的甲藻水华[5]。

氮、磷是组成生命最基本生源要素，是水体生物地球化学循环的物质基础，在控制植物生长和河流湖泊初级生产力等方面具有重要的作用[6]。由此可见，如何準确描述N、P营养盐在不同温度、pH、光强等条件下迁移转化特征，从而有效控制藻类利用率是当前解决水华泛滥问题首要任务。

1 水体营养盐迁移转化研究对象

水体富营养化问题已成为普遍存在的水环境问题，引起国内外科学家的广泛关注。水体富营养化问题大多在湖泊、水库和海湾等封闭或者半封闭性水体发生。但近年来随着工农业和城市建设的不断发展，我国部分河流如汉江等已频繁出现富营养化现象[7]。

2 国内外研究现状

2.1 湖库

如今国内外学者们都在积极研究湖库中营养盐迁移转化特征，尤其是对于初级生产尤为重要的磷。雒文生等[8]对三峡库区次级支流香溪河成库后P素迁移转化研究表明由于水动力条件的改变，大多数磷从入库河口迁移至支流回水末端。Labry等[9]对Biscay海湾中水体进行研究发现AP是影响DOP被浮游植物利用的主要影响因素，当可溶性生物活性磷（SRP）含量不足以维持浮游植物生长时，AP会将DOP分解成活性无机磷供浮游植物利用。

Yoshida[10]等用同位素研究水库沉积物间隙水中N营养盐迁移转化时发现硝化作用和反硝化作用均伴随着同位素分馏效应，反硝化作用时NO3-中轻同位素14N优先消耗，导致NO3-中重同位素15N积累；硝化作用时，NH4+中14N先反应，使NO3-中轻同位素富集，随着NO3-浓度增加，重同位素15N值减少。

综上所述，不同时期影响营养盐迁移转化因素不同，一般情况下生物活动占主导，而水库截留时，大量逆向汇入库湾的干流水体所产生的混合、顶托作用成为影响营养盐迁移转化主要因素。

2.2 河流

河流水体中营养盐迁移转化的研究主要与生物地球化学循环过程相关。王 等[11]采用？啄15N示踪法对氮污染物沿程迁移转化进行研究发现，丰水期河流中NH4+-N主要被植物吸收；44.6%的NO3--N通过反硝化作用消耗，55.4%被植物吸收，由此可见，植物吸收是水体氨氮、硝氮消耗的主要途径，其次是反硝化反应。

河流处于不断流动状态中，其中氮素最主要消耗过程为植物吸收，其次为硝化、反硝化反应。除了常见污染来源外，国外学者用同位素验证地下水输入同样成为河流硝酸盐浓度上升主要原因。

3 结束语

文章综述表明：水底沉积物、间隙水中营养盐迁移转化是目前营养盐循环研究热点，但对水体真光层、混合层中营养盐迁移转化的研究尚不成熟。真光层、混合层深度与光照、温度有关，当温度升高时浮游植物最适生长光照逐渐增大，此时浮游植物向真光层靠近以获取更强光照，所以研究真光层、混合层中营养盐迁移转化对控制水华同样具有重要意义。

水体中氮、磷一般条件下主要被浮游动、植物吸收利用，其次为在有机酶催化作用下转化。一定范围内，当水体pH上升时，会促进铵根离子转化为氨气挥发；当水体DO小于2mg/L时，有利于反硝化过程进行，将硝酸根离子转化为氮气释放，反之则有利于硝化反应的进行。除此之外，铵根、硝酸根离子还会被沉积物吸附。

参考文献

[1]Huang Y P. Contamination and control of aquatic environment in Lake Taihu[M].Science Press，2001.

[2]Zeng H，Song L，Yu Z，et al. Distribution of phytoplankton in the Three-Gorge Reservoir during rainy and dry seasons[J].Science of the Total Environment，2006，367（2）：999-1009.

[3]郑丙辉，张佳磊，王丽婧，等.大宁河水华敏感期浮游植物与环境因子关系[J].环境科学，2011，32（3）：1201-1207.

[4]钟成华，幸治国，赵文谦，等.三峡水库蓄水后大宁河水体富营养化调查及评价[J].灌溉排水学报，2004，23（3）：20-23.

[5]周广杰，况琪军，胡征宇.大宁河春季浮游藻类"水华"及其营养限制[J].长江流域资源与环境，2007，16（5）：628-633.

[6]晏维金.人类活动影响下营养盐向河口/近海的输出和模型研究[J].

地理研究，2006，25（5）：825-835.

[7]马经安，李红清.浅谈国内外江河湖库水体富营养化状况[J].长江流域资源与环境，2002，11（6）：575-578.

[8]雒文生，谈戈.三峡水库香溪河库湾水质预测[J].水电能源科学，2000，18（4）：46-48.

[9]Labry C，Herbland A，Delmas D. The role of phosphorus on planktonic production of the Gironde plume waters in the Bay of Biscay[J]. Journal of plankton research，2002，24（2）：97-117.

[10]Yoshida N. 15N-depleted N2O as a product of nitrification[J]. Nature，1988，335：528-529.

[11]王 ，高高，裴元生，等.白洋淀府河中氮的来源与迁移转化研究[J].环境科学，2010，31（12）：2905-2910.